Question

1．如图甲所示电路，电源两端电压不变．R₁是滑动变阻器，R₂是定值电阻．当开关S闭合后，逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻．根据电压表与电流表的示数，绘制的图象如图乙所示，则电源电压为12V．电阻R₂的电阻值为20Ω；电路消耗电功率的最大值为7.2W．

Answer 1

分析 由电路图可知，当滑片位于最左端时电路为R₂的简单电路，此时电路中的电流最大并由乙图读出其大小，利用欧姆定律表示出电源的电压；
当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值R₁与电阻R₂串联，电压表测R₁两端的电压，此时电路中的电流最小，由乙图读出两电表的示数，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压；
利用电源的电压不变建立等式即可求出定值电阻R₂的阻值和电源的电压；
最后利用P=UI求出电路消耗的最大功率．

解答 解：当滑片位于最左端时电路为R₂的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知I_max=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电源的电压：U=I_maxR₂=0.6A×R₂----------①
当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值R₁与电阻R₂串联，电压表测R₁两端的电压，此时电路中的电流最小；
由乙图可知，U₁=10V，I_min=0.1A，
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知：
电源的电压U=I_minR₂+U₁=0.1A×R₂+10V-----------②，
由于电源的电压不变，则0.6A×R₂=0.1A×R₂+10V，
解得：R₂=20Ω；
电源的电压U=0.6A×R₂=0.6A×20Ω=12V；
电路消耗的最大电功率：
P_max=I_maxU=0.6A×12V=7.2W．
故答案为：12；20；7.2．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是分析好滑片移动时两电表示数的对应关系．